plc双料斗皮带传输机控制.docx

1、plc双料斗皮带传输机控制电气控制与PLC课程设计课题： 双料斗皮带传输机控制系 别： 电气与信息工程学院 专 业： 自动化 * * * 学 号： * * * 河南城建学院2016年 6月 10日成绩评定一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。课程设计成绩评定成绩等级： 指导教师签字： 年 月 日引言1.1 设计目的 通过设计进一步熟悉PLC使用。PLC课程设计是在学完PLC之后的实践教学环节。该实践教学是软件设计的综合训练,包括问题分析,总体结构设计,程序设计基本技能和技巧，综合运用本课程及前期课程的相关知识和技能，相对独立地设计和调试一个小型PLC应用系统。

2、使学生获得控制技术工程的基本训练，提高工程意识和实践技能。同时提高学生对文献资料的检索和信息处理的能力，以及编写和整理设计文档的能力，使学生在设计中逐步提高程序设计能力, 能根据实际问题的具体情况选择科学的工作方法。1.2 设计内容1.2.1 设计要求 （1）工作方式。根据配料比例的要求，B卸料底门间断工作。启动后，B卸料门打开5s，关闭5s，间断工作。A卸料底门和三个电动机为不间断工作，通过外部开关可以选择设置B卸料底门的间断工作时间分别为5s、10s、15s。（2）启动操作方式。该设备遵循下面的顺序启动：M3首先工作，延时5 s后，M1和M2投入工作；再延时5s，A和B开始工作。（3）停止

3、操作方式。该设备遵循下面的顺序停止：首先A和B停止工作，延时5s后，M1和M2停止工作，再延时5s，M3停止工作。（4）故障停车方式若A或B出现故障，A、B立即关闭，延时5s，M1、M2停止运行，再延时5s，M3停止运行。若M1或M2出现故障，A、B和M1、M2立即停止工作，M3延时5s后停止工作。若M3出现故障，A、B、M1、M2、M3立即停止工作。1.2.2 设计思路 本设计采用经验设计法，先按题目要求实现B阀门5s开一次5s关一次。按下启动操作按钮，该设备遵循下面的顺序启动：M3首先工作，延时5 s后，M1和M2投入工作；再延时5s，A和B开始工作。停止操作方式。该设备遵循下面的顺序停止

4、：首先A和B停止工作，延时5s后，M1和M2停止工作，再延时5s，M3停止工作。 设计中原用电磁继电器控制A、B阀门的开与关。考虑到本设计生产对象是大型生产工艺固体物料（煤及其配料），根据实际生产工艺选用合适的步进电机，对阀门进行精确的开、关控制。 皮带综合保护系统由保护装置，电源箱，速度传感器，温度传感器，跑偏传感器，堆煤传感器，烟雾传感器，双护套、双屏蔽强拉力电缆及快速接插件、连接件组成。对故障信号的处理: 用红外检测器来检测A、B流下物料，当A、B出现故障（物料下完或阀门堵塞）分别输出信号X2、X3。对于电动机M1、M2、M3的故障（皮带撕裂、电机堵转、皮带跑偏、皮带打滑等）的输出信号分

5、别为X4、X5、X6。故障指示灯Y17指数系统故障状态用，并有精确的故障指示。 将物料设定为两种矿石，plc选择FXON系列输入输出端口数分别为40、40。M1、M2、M3电机选择（实际情况），都有保护装置。阀门B的三段时间选择设定：通过六个三组计数器C0、C1，C2、C3，C4、C5对有定时器T0、T1产生的周期为5s的方波进行技术实现，例如，实现5s间断：C0计数2次，C1计数四次，用C0常开触点控制B阀门开指示和B继电器，用C0常闭触点控制B阀门关指示。时序图如下 图2.2时序图 为了便于维修，我们在程序中加入了总开关X17控制的主控指令，为了防止掉电后计数器会有技计数需加入上电复位指令

6、。 由于A、B电磁阀可能发生故障，用两个步进电机作为备用，当发生故障电磁阀不能使阀门关闭时，有对应的步进电机强制将阀门关闭。1.2.3 要实现的目标 （1）工作方式。根据配料比例的要求，KM2间断工作。启动后，KM2打开5s，关闭5s，间断工作。KM1、KM2、KM3、KM4、KM5为不间断工作，通过外部开关可以选择设置KM2的间断工作时间分别为5s、10s、15s。（2）启动操作方式。该设备遵循下面的顺序启动：KM5首先工作，延时5 s后，KM3和KM4投入工作；再延时5s，KM1和KM2开始工作。（3）停止操作方式。该设备遵循下面的顺序停止：首先KM1和KM2停止工作，延时5s后，KM3和

7、KM4停止工作，再延时5s，KM5停止工作。（4）故障停车方式 若KM1或KM2出现故障，KM1、KM2立即关闭，延时5s，KM3、KM4停止运行，再延时5s，KM5停止运行。 若KM3或KM4出现故障，KM1、KM2和KM3、KM4立即停止工作，KM5延时5s后停止工作。 若KM5出现故障，KM1、KM2、KM3、KM4、KM5立即停止工作。 有总开关，确保故障检修时工作人员安全。各种保护电机设备有过载保护，总电路有熔断器起短路保护作用、电磁继电器有过电流保护、程序有零电压保护。系统硬件设计2.1 PLC选型和配置按照控制要求 , 皮带运输机的起动、停车、阀门开与合、故障输入需要相应按钮作为

8、控制输入信号及电动机等输出信号，因此整个皮带运输机控制系共需要16 个输入信号、17个输出信号。根据 I/ O点数够和经济原则 , 选用日本三菱公司的 FX0N 40MR 型。该型 PLC 功能齐全 , 使用方便 , 性能可靠 , 有20输入点和 20个输出点 , 能够满足上述要求。2.2 电机选型 本设计假设阀门A下料量为Q1=10kg/s，阀门B开时下料量为Q2=10kg/s，皮带质量MP =500kg，物料在各皮带上传输时间为T=10s，皮带速度是V=2s/m；电机效率设为h1=20%。物料在皮带上恰好完成加速过程。则电机M1的型号选择方法如下如下：式（2.1）则M1功率为25.6kw

9、电机M2的型号选择方法与M1相似，5s工作时电机所需功率最大。式（2.2） 则M2功率为18kw电机M3的型号选择方法如下如下：式（2.3） 则M3功率为43.6kw2.3 主电路图图2.3主电路图2.4 I/O分配表一 I/O分配输入输出总开关X17阀门A开指示灯Y0启动X0阀门B开指示灯Y1停止X1M1启动Y2A故障信号X2M2启动Y3B故障信号X3M3启动Y4M1故障信号X4阀门A关指示灯Y5M2故障信号X5阀门B关指示灯Y6M3故障信号X6阀门B电机M5正转Y7工作模式选择阀门B电机M5反转Y105S间断工作X10阀门A电机M4正转Y1110S间断工作X11阀门A电机M4反转Y1215

10、S间断工作X12B故障指示灯Y13M1故障指示灯Y14M2故障指示灯Y15M3故障指示灯Y16故障报警Y17A故障指示灯Y202.5 I/O接线图2.6 程序设计图3.1电机M3启动图3.2电机启动阀门A开与关及开关指示灯图3.3阀门B电机正反转图3.4工作模式选择图3.5相应计数器复位图3.6各种定时图3.7故障信号采集图3.8各故障报警指示系统调试和结果分析3.1系统调试及结果分析用软件编程完成后，先仔细检查程序是否有误，核对无误后再将程序下载至PLC。下载成功后，先用模拟开关代替原电路中的输入器件，反复检查程序能否满足现场实际控制的要求；确认完全正确后，才能把它装入控制柜中，按设计要求连

11、线并对控制柜进行良好接地。主回路不须作任何改动，因主回路相对简单，五个器控制五台电机。后通电试运行成功，圆满完成任务。 系统软件在实验室FX2N型PLC实验装置上进行了仿真，最终结果表明：（1）利用PLC实现对皮带输送机系统的控制，方案合理可行；（2）对PLC的选型和资源配置达到设计要求；（3）系统软件在本实验室FX2N型PLC实验装置上仿真达到预期效果；（4）本系统可适用于多级皮带控制系统，具有一定的工程实际意义。3.2 GT Designer仿真图4.1仿真图图4.2仿真图4.3仿真3.3 仿真分析(1)启动：按下开始按钮SB1，皮带组开启，第三条皮带输出y5置位，开始运行。线圈M2得电，

12、输入继电器Y5输出电压。定时器T0输入为ON，开始延时，5秒后定时器T0延时结束。常开线圈T0闭合，第一、二条皮带输出Y3Y4置位，开始运行。线圈Y3Y4得电，T1输入为ON，开始延时，5秒后定时器T1延时结束。常开线圈T1闭合，料斗底门KM1KM2输出Y1Y2置位，开始运行。(2)停止：按下停止按钮X1，料斗底门KM1KM2输出Y1Y2复位，停止运行。定时器TIM02输入为ON，开始延时，5秒后定时器T2延时结束。常开线圈T2闭合，第一、二条皮带输出Y3Y4复位，停止运行。TIM03输入为ON，开始延时，5秒后定时器T3延时结束。常开线圈T3闭合，第三条皮带输出Y5复位，停止运行。(3)故障

13、：料斗底门出现故障输入X1X2高电平，料斗底门复位，停止运行。定时器T2输入为ON，开始延时，5秒后定时器T2延时结束。常开线圈T2闭合，第一、二条皮带输出Y3Y4复位，停止运行。TIM03输入为ON，开始延时，5秒后定时器T3延时结束。常开线圈T3闭合，第三条皮带输出Y5复位，停止运行。第一、二条皮带出现故障时输入X5X6高电平，第一、二条皮带与料斗底门定时器T0复位，停止运行。T7得电，开始延时，5秒后线圈M2得电，闭线圈M2断开，第三条皮带Y5停止运行。第三条出现故障时输入X7高电平，料斗底门Y1、料斗底门Y2、第一条皮带Y3、第二条皮带Y4、第三条皮带Y5复位，停止运行。 结束语 4.

14、1取得的效果设计结果即满足正常生产要求要求，对生产：正常工作时，设备能结合实际满足生产工艺，按一定顺序（从下到上）进行启动；停止时，按逆序由上往下进行停止；当相关设备出现故障时，进行首先关闭阀门A、B等系类保护动作，这保证了设备的安全，防止再生故障。4.2创新点严格考虑生产实际，运用行程开关并结合电动机正反转实现阀门A、B的开与关；程序中设计主控指令并联合其它功能指令，由与X17连接的按钮作为总开关。考虑实际又新设计故障指示灯，对故障进行报警指示提醒维修人员及时进行维修，也防止操作人员违规造作。4.3设计意义皮带传输机是一种连续、快速、高效的物料传输设备 , 广泛使用于煤炭、电力、建材、化工、

15、机械、轻工业等行业的物料传输系统。一般皮带传输机的电气控制系统采用硬接线方式的继电器控制系统 , 设备故障率高、可靠性低、体积大、维修和改造不方便。此课程设计介绍一种皮带传输机的 PLC控制系统。PLC是可编程序逻辑控制器英文全称的缩写名称 ,是20 世纪 60 年代末期出现的一种新型控制器 , 具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制、模拟量输入输出、过程控制、位置控制等功能 , 具有可靠性高 , 编程、操作、扩展、维修方便 , 体积小等特点 , 是一种真正的工业控制计算机。如果控制要求发生改变 , 这时也不需要更换控制设备 , 只需要改变控制程序即可。这样既可节约资金 , 又可节约时间 , 具有较高的技术经济指标。而且在PLC编程的过程中，体会到了模块化编程的重要性以及带来的清晰、简明。参考文献1范永胜.王岷.电气控制与PLC应用M.北京：中国电力出版社,1999.2郑成.现代可编程序控制器原理及应用M、北京：科学出版社，1999.3江秀汉.可编程序控制原理及应用M、 西安：西安电子科技大学出版社，1998